重油型氣化爐控制與測量的改進(jìn)

化工自動(dòng)化及儀表，2004, 31(4) :66 -68技改與創(chuàng )新.Control and Instruments; Chemical Industry重油型氣化爐控制與測量的改進(jìn)鄔明亮(鎮海煉化儀表控制部,浙江鎮海315207)摘要:簡(jiǎn)迷氣化爐控制工藝流程;論迷測溫儀表的吹氣改進(jìn)、熱偶元件插深對測量與維護的利弊;氣化爐氧氣回路試漏以及停工后充氮聯(lián)鎖保護;激冷室液位儀表的改進(jìn)及其它儀表測量與聯(lián)鎖的改進(jìn)。關(guān)鍵詞:測溫儀表;吹氮;氧氣控制;試漏;液位儀表;聯(lián)鎖中團分類(lèi)號: TQ515.6文獻標識碼:B 文章編號: 00392320404)006001引吉如圖2所示。我公司合成氨油氣化裝置,采用德士古烴類(lèi)氧N]201.J20化技術(shù),急冷流程，采用二臺并聯(lián)生產(chǎn)。1991 年根最正國53029-7 XowV道與-1302-PC710據生產(chǎn)發(fā)展需要,又增加一臺國產(chǎn)氣化爐,稱(chēng)為第三系列。因渣油價(jià)格升高,從2002-07開(kāi)始，以渣油為放空+S100TEI9F:-TE12原料的油氣化改用以DOA脫油瀝青為原料,并新建畢-進(jìn)水放空成了碳黑開(kāi)路工藝路線(xiàn)。我廠(chǎng)自1984 年化肥投產(chǎn)LCAA FCA18以來(lái),氣化爐安全穩定運行對整個(gè)化肥生產(chǎn)十分重xVXCV-3LCV-4碳黑水要,在工藝技術(shù)改進(jìn)的同時(shí),儀表自動(dòng)控制也在不斷圖1氣化爐工藝控制流程圖摸索和改進(jìn)。近年來(lái),為了適應氣化爐不斷改進(jìn)的新工藝,通過(guò)對氣化爐原自控系統持續改進(jìn),增強了12 MPa的氮氣通過(guò)流量控制器,開(kāi)工或停工過(guò)儀表的可靠性,從而也確保了氣爐長(cháng)周期安穩運行。程中其流量可隨著(zhù)氣化爐爐內的壓力升高或降低2工藝簡(jiǎn)介時(shí),流量一般保持在設定值110 Vh。因流量計指示來(lái)自煉油的重油經(jīng)加熱后達到260 C ,經(jīng)往復流量范圍較小,一旦流量控制器有故障,難以通過(guò)針容積泵升壓至9.0 MPa送人燒嘴,同時(shí)從鍋爐來(lái)的型閥調節來(lái)設定所需流量。吹氮流量太大或太小都蒸汽與重油混合成油蒸汽混合物進(jìn)人燒嘴的外環(huán)腺會(huì )影響熱偶的正常運行,流量太大熱偶套管會(huì )很快通道。從空分過(guò)來(lái)的氧氣經(jīng)加壓到9.6 MPa直接進(jìn)破裂,熱偶絲斷。流量太小,會(huì )引起熱偶密封的聚四入燒嘴的中心管通道。為了降低能耗,摻入5%的氟感受高溫,導致老化,密封失效,氣化爐內的工藝工藝蒸汽。這些物料在氣化爐燃燒室發(fā)生氧化反氣會(huì )從熱偶接線(xiàn)口或吹氮接口處骨出,嚴重時(shí)需停應,反應溫度達1350 C ,壓力為8.5 MPa。原料氣離爐卸壓檢修。 十多年的運行表明,流量控制器故障開(kāi)燃室進(jìn)入激冷室,經(jīng)碳黑洗滌塔洗滌后送往Co率較高,時(shí)而發(fā)生故障,吹氨中止。為此,在N.120變換工段。氣化爐工藝控制流程如圖1所示。的入口與流量控制器的出口增設一旁路,在旁路中3氣化爐測溫儀表的改進(jìn)有一針型閥,此針型閥可代替整套流量控制,將N2目前氣化爐燃燒室的測溫采用了B型熱電偶，直接從旁路直接進(jìn)入氣化爐。選取針型閥時(shí)儒加以考慮到熱偶始終工作在高溫、高壓環(huán)境下,因此實(shí)際過(guò)程中,測量采取了吹氮保護措施。吹氮保護原理收稿日期200407.14(修改稿)PIW256:污水流量輸入信號;4PIW258:污水pH值輸入信號; .中國煤化工行近半年來(lái),出PQW288 :輸出至調節閥的控制信號;水pMHCN MH C&速度快,抗沖擊27648:西門(mén)子S7-30PLC 中，與滿(mǎn)量程力強M萬(wàn)案簡(jiǎn)單實(shí)用,易(20 mADC)信號對應的數值。于實(shí)現,性?xún)r(jià)比高,實(shí)用性強,具有-定的參考價(jià)值。第4期鄔明亮重油型氣化妒控制與測量的改進(jìn)●67●計算,達到流量范圍保持在原設計流量范圍內。B須在不少于2 min的時(shí)間段內緩慢插人，以保護套管N;流量非常之小，能滿(mǎn)足這樣的針型閥不多,可選不會(huì )因升溫速率太快而發(fā)生裂斷。用SWAGELOK的21系列計量型針型閥,具體計算4氣化爐氧氣回路控制的改進(jìn)如下:氣化爐三物料中的氧氣,正常生產(chǎn)時(shí)它的作用是氧化劑,開(kāi)、停工過(guò)程中如何來(lái)確保氣化爐及后面旁路用設備的安全,是必須要認真對待的-個(gè)主要問(wèn)題。在開(kāi)工之前，做完氣化爐模擬投料后,對氣化爐上逆閥N蒙正胸計量型針型閥a流量控制器載止商的入爐切斷閥XCZ-7閥進(jìn)行試漏。該閥門(mén)按設計的熱電偶用吹氮氣泄漏等級為ANSI B16標準為VI級,按其口徑100A圖2刮溫熱電倜吹氮保護控制原理團的大小,允許氣泡數最大為11個(gè)/min(壓差為50lb/in2)。當高壓氮氣試漏壓力控制在5. 0 MPa,可選取的計量型針型閥的CV值最大為0.007,最計算出氣泡數相應最大為120個(gè)/min,測量氣泡按小為0.0005,其流量特性為線(xiàn)性。當正常生產(chǎn)時(shí),要求用06x1的管子。試漏配管如圖3所示。壓差為3.5 MPa,C=1/1. 17CV充氮用壓力纛試灞用壓力表最大可調流量:1/1. 17 x35 x0.007x1 000=_品120CV1302209([h)最小可調流量:1/1.17 x35 x0.0005x1000=載止閥氧氣切斷閥XZMV1301415(Vh)放空一x5氣化爐原設計流量為110Vh,從上面計算可以得出，圖3氣化妒氧閥試漏配管圖此計量型針型閥在正常生產(chǎn)中,可完全滿(mǎn)足流量要求,一般控制在50%的閥位,流量為105 Vh。為防止氣化爐停工后爐內介質(zhì)反串到氧氣管開(kāi)車(chē)過(guò)程中,吹氮在工藝壓力升到2.0 MPa時(shí)線(xiàn),在氧氣切斷閥增加了氮塞閥XZCV1302,工藝手投用,此時(shí)的壓差為10 MPa,可調流量為600 -35 v動(dòng)切斷閥改為電動(dòng)閥XZMV1301 ,同時(shí)也增設聯(lián)鎖h,閥位控制在18% ,流量為110 Vh。系統。其聯(lián)鎖的邏輯是當氣化爐停車(chē)后,氮氣、蒸汽熱偶的插人深度跟耐火磚的厚度需作比較,我壓力正常情況下,2 min 后關(guān)人爐電動(dòng)閥廠(chǎng)目前的耐火磚厚度為409 mm,原德士古的耐火磚XZMV1301 ,2.75 min開(kāi)充氮閥XZCV1302;-旦氮氣厚度為359 mm,爐磚增厚了50 mm,其爐壁厚94壓力低,則不開(kāi)充氮閥XZCV1302;- -. 旦蒸汽壓力低,nm。 按目前在用套管長(cháng)度為850計算,熱電偶縮進(jìn)則不需要等2 min,馬上關(guān)閉入爐電動(dòng)閥XZMV1301,耐火磚80 mm,原設計熱電偶縮進(jìn)耐火磚30 mm。從同時(shí)充氮閥45 8后打開(kāi);停車(chē)后,也可手動(dòng)關(guān)閉或開(kāi)實(shí)際情況來(lái)看,原使用的壽命最長(cháng)不超過(guò)一一個(gè)月,而啟人爐電動(dòng)閥XZMV1301;正常運行時(shí),不允許手動(dòng)目前一般能運行4個(gè)月,使用時(shí)間大大增加。其原關(guān)閉電動(dòng)閥XZMV1301。電動(dòng)閥選取時(shí)最好能帶有因是縮進(jìn)長(cháng)度增加了,減少了工藝介質(zhì)對其套管的閥位反饋指示功能，DCS組態(tài)在畫(huà)面上設置三個(gè)開(kāi)沖刷及反應時(shí)測量周?chē)植考ち殷w積膨脹所產(chǎn)生的關(guān),分別為開(kāi)、停、關(guān)。-且按下“開(kāi)”,電動(dòng)閥門(mén)打壓力波動(dòng)對套管的影響。但有不利的-面,縮進(jìn)長(cháng)開(kāi)直到全開(kāi),在開(kāi)的過(guò)程中,按下“停" ,電動(dòng)閥開(kāi)的度太大,- -旦測量口運行時(shí)被爐渣堵塞,測溫就不能過(guò)程停止,閥位停留在某- -開(kāi)度,開(kāi)度的指示通過(guò)閥快速反應實(shí)際的爐溫。從這方面來(lái)分析,吹氮不但位反饋來(lái)顯示;按下“關(guān)"的過(guò)程同“開(kāi)"過(guò)程- -樣。，能保護熱偶,還起到了防止測量口堵塞的作用。DCS輸出觸點(diǎn)通過(guò)繼電器與電動(dòng)閥之間進(jìn)行隔離。200103,在-臺氣化爐中應用了一支免吹氮熱電5激冷窒液位儀表的改進(jìn)偶,運行周期比原來(lái)又有新的提高。免吹氮的關(guān)鍵氣化爐急冷室液位儀表采用浮簡(jiǎn)液位計,長(cháng)期技術(shù)采用了一種金屬粉未式密封件,安裝在熱偶絲以來(lái)通過(guò)每周二次定期用鍋爐沖洗水沖洗,來(lái)防止連接出口處。它是一種高溫高壓密封件,可防止爐測量口結渣堵塞。但隨著(zhù)原料劣質(zhì)化,工藝介質(zhì)中.內工藝氣從熱偶接線(xiàn)口滲出。由于其運行周期延的重中國煤化工測量孔。為此在長(cháng),熱偶套管安裝在離爐磚縮進(jìn)20 mm左右。需要199:T.H.CNMHG作了改進(jìn)。在原注意的是氣化爐在常溫下,熱電偶可以直接插人安; mm的官丁,北測量口往里延伸,裝孔內;而當氣化爐的溫度超過(guò)600 C時(shí),熱電偶必目的是防止測量口堵塞,因為碳黑渣往往從激冷室●68●化工自動(dòng)化及儀表第31卷的壁周?chē)乳_(kāi)始聚集。管子的規格為φ60x3,材料6 氣化爐其它儀表的改進(jìn) 與增設為SUS304,不銹鋼材料選用的目的是防止被腐蝕,氣化爐的重油壓力提升通過(guò)往復式容積泵打壓測量孔改進(jìn)如圖4所示。到9.0 MPa,由于容積泵壓力脈動(dòng)較大,會(huì )影響到流PZCY-10量的測量。為確保準確測量重油的流量,目前應用去火炬兩IT-表頭，較多的流量測量?jì)x表為轉子式流量計,1"、2"氣化爐沖洗水采用了轉子式流量計,其轉子與工藝介質(zhì)接觸,為防FCY- 13.500止重油粘住,測量室需帶夾套蒸汽伴熱。為防止脈出水LCV-4中0x34112-F1-1激冷室動(dòng)對流量計矢量機構長(cháng)期來(lái)回波動(dòng)產(chǎn)生機械磨損，在平衡機構處加高溫型硅油。為阻止表頭溫度過(guò)高圖4 激冷室液位儀表測量孔改進(jìn)圖及對測量的永久磁鐵由于高溫而影響使用壽命,則浮簡(jiǎn)液位計其原理是通過(guò)彈簧浮子平衡原理，在表頭處開(kāi)- -小孔,用0.5 MPa的低壓N2注人。.其優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單,維護較為方便;缺點(diǎn)是測量彈簧當氣化爐某- - 區域的爐磚變薄后,其表面溫度受溫度變化影響大。為防止測量口堵塞,規定了每會(huì )升高。表面溫度高報警對氣化爐安全運行十分重周二次用鍋爐水對測量口沖洗,而沖洗過(guò)程對彈簧要。為此,當時(shí)設計時(shí)的1'、2"氣化爐的表面溫度有有較大的沖擊,導致彈簧使用壽命縮短。同時(shí)彈簧-套報警測量?jì)x表,它采用熱點(diǎn)電阻測量原理。當本身受測最室的溫度影響,測量室溫度升高后測量氣化爐 表面溫度超過(guò)302 C時(shí),安裝在氣化爐表面彈簧變軟,指示偏低,給工藝提供假液位指示，影響溫度測量元件,其電阻從幾百kQ下降為90 n,二次氣化爐正常操作,往往會(huì )造成工藝氣出口溫度高。儀表把測得90 s的電阻轉換為觸點(diǎn)信號去報警,提隨著(zhù)變送器技術(shù)發(fā)展,性能日趨穩定,可采用雙法蘭醒操作人員某- -區域有表面溫度超高。操作人員可差壓變送器加沖洗水不間斷沖洗的方法來(lái)實(shí)現液位在已報警的區域內用紅外溫度計找到報警點(diǎn)。表面的正確測量,并確保長(cháng)周期運行。需考慮沖洗水的溫度測量分為四個(gè)區域,氣化爐的爐簡(jiǎn)為三個(gè)區域,流量要適中，選取沖洗水流量為0.5~1 m2/h較為爐頸為一個(gè)區域。隨著(zhù)儀表測量技術(shù)的不斷更新,合適。因鍋爐水壓力、溫度也較高,可選用PARKER目前美國德士古公司推薦使用連續測量的表面溫度的N系列計量針型閥。其CV值最大為0.04,流量元件，目前在用的有3*、1"氣化爐(1999年更新)。特性近似為拋物線(xiàn)。閥位控制在開(kāi)度30%時(shí),CV值表面溫度采用CT2C公司的產(chǎn)品,其測量原理是當為0.02 ,對應流量為1/1. 17 x40 x0.02 =0. 68 m'/表面熱點(diǎn)溫度超過(guò)140 C時(shí),一個(gè)區域內的最高溫h。選用時(shí)要求耐高溫、高壓計量型針型閥作為沖洗度點(diǎn)與二次儀表構成回路,測量指示的溫度為這個(gè)水流量調節閥,改造示意圖如圖5所示。區域的最高溫度，溫度元件分度號為K型。訂貨時(shí)除長(cháng)度為2m、4 m、8 m各有不同，滿(mǎn)足安裝需要外，需注明表面熱點(diǎn)形成的起始溫度,一-般要求廠(chǎng)家設4112-F1排污閥又西LT-4定表面熱點(diǎn)形成的起始溫度為140 C。中裝用開(kāi)形院水雙法蘭變送器3"汽化爐設計時(shí)采用羅斯蒙特D型質(zhì)量流量排污閥文計,這種羅斯蒙特D型科氏力式質(zhì)量流量計的原理圖5氣化爐激冷室 液位儀表改造示意圖和結構都決定了外界振動(dòng)對它會(huì )造成影響。所選用的流量計其相位測量時(shí)的固有的振動(dòng)頻率必須避開(kāi)另外,氣化爐出口的工藝氣經(jīng)激冷室激冷,溫度管道固有的振動(dòng)頻率,否則將引起測量的波動(dòng)。采從1 350 C下降到250 C。一旦液位控制不好,或入取的方式有二種,即對工藝管道進(jìn)行固定或改變流口的激冷水波動(dòng)較大,出口氣溫度容易出現報警,為量計安裝位置,在實(shí)際過(guò)程中兩種方法比較起來(lái),我此增設了出口工藝氣溫度報警,當高報警時(shí),立即全們認為還是改變流量計安裝位置效果更好,其目的關(guān)出水控制閥,待溫度報警消失后,出水閥門(mén)的調節是避開(kāi)工藝管道上某-一個(gè)方向上振動(dòng)振幅和頻率較受液位控制。此聯(lián)鎖實(shí)施以來(lái),避免了多次因測量大所產(chǎn)生的干擾。此流量計投用一年后,偶爾出現口接近堵塞,液位變化反應不及時(shí)而產(chǎn)生出口溫度高引起停爐事故。DCS 組態(tài)時(shí)建一個(gè)邏輯點(diǎn),設定充量中國煤化工的工藝管道進(jìn)行數值為4 mA電流。聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)閥門(mén)接受4 mA信號，YHCN M H G題仍沒(méi)有解決,后閥門(mén)全關(guān)聯(lián)鎖恢復后,閥門(mén)的控制接受調節器輸出來(lái)把流量計的安裝位置萬(wàn)同收父180° ,此故障最終信號,正?？刂?。得以消除?；ぷ詣?dòng)化及儀表，2004, 31(4) :69 ~70.技改與創(chuàng )新Control and Instruments in Chemical Industry雷達料位計的選型及應用閆永勝,任俊武(中鋁山西分公司,山西河津043300)摘要:簡(jiǎn)單介紹雷達料位計的 工作原理、特點(diǎn)、選型及安裝使用中應注意的問(wèn)題,為更好地掌握和運用雷達料位計進(jìn)行了有益的探討。關(guān)鍵詞:雷達料位計;特點(diǎn);應 用;選型中團分類(lèi)號: TH816文獻標識碼: B文章編號: 100-3932(2004)(0)-006901引盲測介質(zhì)導電性越好或介電常數越大,回波信號的反料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要參數。料位測量射效果越好。的方法很多,針對不同的工況和介質(zhì)可以使用不同雷達式料位計主要由發(fā)射和接收裝置信號處的料位計,靜壓式浮球式、重錘式、超聲波等幾種常理器、天線(xiàn)、操作面板、顯示、故障報警等幾部分組用的料位測量?jì)x表,都有各自的特點(diǎn)和應用范圍。成。發(fā)射-反射-接收是雷達式料位計工作的基本原而雷達料位計在槽罐中有攪拌、溫度高、蒸汽大、介理。它又分為時(shí)差式和頻差式。質(zhì)腐蝕性強、易結疤等惡劣的測量條件下,更顯示出時(shí)差式是發(fā)射頻率固定不變,通過(guò)測量發(fā)射波其卓越的性能。本文簡(jiǎn)介了雷達料位計的測量原和反射波的運行時(shí)間,并經(jīng)過(guò)智能化信號處理器,測理性能特點(diǎn)、選型以及應用情況,分析了它在應用出被測液位的高度。這類(lèi)雷達液位計的運行時(shí)間與中存在的問(wèn)題及解決辦法。液位距離的關(guān)系為:2雷達料位計的基本原理t=2d/c.雷達波是一種特殊形式的電磁波,雷達料位計式中:c一-電磁波傳播速度, c = 300 000 km/s;利用了電磁波的特殊性能來(lái)進(jìn)行料位檢測。電磁波d-- 被測介質(zhì)液 位和探頭之間的距離,m; i一的物理特性與可見(jiàn)光相似,傳播速度相當于光速。探頭從發(fā)射電磁波至接收到反射電磁波的時(shí)間,s。其頻率為300 MHz ~3 000 GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射,被收稿日期:200402-13三臺氣化爐出口工藝氣管線(xiàn)上現各有一溫度檢量計因機械原因發(fā)生卡住,實(shí)際油流量低,而測量信測點(diǎn)4112-TZ-18、19、318 ,但是該檢測點(diǎn)的現場(chǎng)位置號沒(méi)及時(shí)反映油流量低,會(huì )造成氣化爐過(guò)氧,對氣化處于4112-PCV-10.11 310引出管線(xiàn)之后,這樣在氣爐及后面的設備造成較大的危害。為此增設了油泵化爐開(kāi)車(chē)期間,出氣化爐工藝氣是沒(méi)經(jīng)過(guò)這些溫度電流低聯(lián)鎖,一旦油泵電流低其對應的氣化爐停;同檢測點(diǎn),在此情況下,操作人員將無(wú)法判斷出氣化爐時(shí)增設油泵人口壓力低聯(lián)鎖,一旦油泵人口壓力低，工藝氣的實(shí)際溫度,由此在氣化爐液位控制不當時(shí)，延長(cháng)2 min后三臺氣化爐停。油回路聯(lián)鎖的完善,確極可能導致出氣化爐工藝氣溫度過(guò)高，甚至超過(guò)設保 了氣化爐運行更加安全可靠。備管線(xiàn)的耐熱溫度。為此,在出氣化爐工藝氣管線(xiàn)7結束語(yǔ)上增設一溫度檢測點(diǎn),現場(chǎng)位置在4112-PCV-10、11、氣化爐安、穩、長(cháng)周期運行關(guān)系到化肥裝置安穩310引出管線(xiàn)之前。如圖4所示的TA-29測量點(diǎn)。運行,這幾年來(lái)通過(guò)對氣化爐測溫儀表的吹氮改進(jìn)、氣化爐升溫時(shí)用的液化氣原設計是操作現場(chǎng)手熱偶元件插深的合 理確定,并增設了氣化爐氧氣切動(dòng)閥，去年改用儀表調節閥,升溫時(shí)更加安全可靠。竹線(xiàn)的充氨聯(lián)鎖保油流量計長(cháng)期處于往復泵脈動(dòng)的沖擊,測量部中國煤化工取壓方式測量方件的矢量機構的機械零件會(huì )出現磨損。除注重定期式，TYHCNMHG改進(jìn),改進(jìn)了各種保養外,油回路中只有一個(gè)油流量低聯(lián)鎖,一旦油流聯(lián)鎖保護措施 ,使得氣化爐運行更加安穩可靠。